JP4936873B2 - Light irradiation device and method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、光照射装置に関し、特に、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）の配向膜（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｌａｙｅｒ）を容易にかつ効率的に光配向処理するための、光照射装置及びこれを利用した液晶表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a light irradiation device, and more particularly, to a light irradiation device for easily and efficiently performing a photo-alignment treatment on an alignment layer of a liquid crystal display device and a liquid crystal using the light irradiation device. The present invention relates to a method for manufacturing a display device.
一般に、液晶表示装置は、一方の面に電極がそれぞれ形成されている２つの基板を、電極が形成されている面が対向するように配置し、２つの基板の間に液晶物質を注入した後、２つの電極に電圧を印加して生成される電界により液晶分子を動かすことによって、これにより変わる光の透過率により画像を表現する装置である。 In general, in a liquid crystal display device, two substrates each having an electrode formed on one surface are arranged so that the surfaces on which the electrodes are formed face each other, and a liquid crystal material is injected between the two substrates. This is a device that expresses an image by changing light transmittance by moving liquid crystal molecules by an electric field generated by applying a voltage to two electrodes.
このような液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルに駆動信号を印加するための駆動部とに大きく区分されることができ、液晶パネルは、一定空間を有して合着された第１および第２基板と、それらの基板の間に注入された液晶層とで構成される。 Such a liquid crystal display device can be broadly divided into a liquid crystal panel for displaying an image and a drive unit for applying a drive signal to the liquid crystal panel. The liquid crystal panel has a certain space and is combined. The first and second substrates are attached, and a liquid crystal layer injected between the substrates.
ここで、様々なモードの液晶表示装置の中で、横電界方式の液晶表示装置は、第１基板には一定間隔を有して一方向に配列される複数のゲート配線と、前記各ゲート配線に対して垂直な方向に一定の間隔で配列される複数のデータ配線と、前記各ゲート配線とデータ配線とが交差して画定された各画素領域に対して１つずつになるように複数の櫛の歯形状に形成された画素電極、及び、前記画素電極と互い違いに形成された共通電極と、前記ゲート配線の信号によりスイッチングされて、前記データ配線の信号を前記各画素電極に伝達する複数の薄膜トランジスタが形成される。 Here, among the liquid crystal display devices of various modes, the horizontal electric field type liquid crystal display device includes a plurality of gate wirings arranged in one direction at a predetermined interval on the first substrate, and the gate wirings. A plurality of data wirings arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the plurality of data wirings, and a plurality of data wirings so that each of the gate wirings and the data wirings is defined one by one with respect to each pixel region A pixel electrode formed in a comb-teeth shape, a common electrode alternately formed with the pixel electrode, and a plurality of signals that are switched by a signal of the gate wiring to transmit a signal of the data wiring to each pixel electrode Thin film transistors are formed.
そして、前記第２基板には、前記画素領域以外の部分の光を遮断するためのブラックマトリックス層と、画素領域に対応させて設けられた、カラー色相を表現するためのカラーフィルタ層とが形成される。 The second substrate is formed with a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, and a color filter layer for expressing a color hue provided corresponding to the pixel region. Is done.
また、前記第１、２基板上には、配向膜が形成されている。 An alignment film is formed on the first and second substrates.
前記配向膜を処理するための配向方法には、ラビング法などが用いられている。 As an alignment method for processing the alignment film, a rubbing method or the like is used.
図１は、従来のラビング法による配向工程を示す概略図である。
図１に示すように、従来のラビング法は、基板２上にポリイミド（ＰＩ；ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のような配向物質１を塗布した後、ラビング布７で機械的摩擦を起こして配向方向を誘発する方法であって、一度に大量の面積の処理が行え、高速処理が可能であるため、工業的に広く利用されている方法である。
FIG. 1 is a schematic view showing an alignment process by a conventional rubbing method.
As shown in FIG. 1, a conventional rubbing method is a method in which an
しかしながら、摩擦強度に応じて配向膜に形成される微細溝の形態が変わるため、液晶分子の配列が一定にならないという問題があり、これによる不規則な位相歪みと光散乱により液晶表示装置の性能を低下させる恐れがある。 However, since the shape of the fine grooves formed in the alignment film changes according to the friction strength, there is a problem that the alignment of the liquid crystal molecules is not constant, and the performance of the liquid crystal display device due to irregular phase distortion and light scattering due to this May decrease.
また、ラビング処理時に発生するホコリ及び静電気は、収率を減少させる原因となる。 Further, dust and static electricity generated during the rubbing process cause a decrease in yield.
最近では、このようなラビング法の問題点を解決するために、物理的な接触が含まれない液晶配向膜の製造方法が多角的に研究されつつある。 Recently, in order to solve such problems of the rubbing method, a method for manufacturing a liquid crystal alignment film that does not include physical contact is being studied in various ways.
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、偏光システムの構造を変更することによって、部分偏光されて、異方性照度分布を有する光を偏光素子に入射させることによって、偏光効率を向上させ、かつ、電力効率を向上させることができる光照射装置及び液晶表示装置の製造方法を提供ことを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem.By changing the structure of the polarization system, partially polarized light having an anisotropic illuminance distribution is incident on the polarization element. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light irradiation device and a liquid crystal display device that can improve polarization efficiency and power efficiency.
上記の目的を達成すべく、本発明に係る光照射装置は、異方性照度分布を有する光を照射する光発生手段と、前記光発生手段から光が入射される偏光素子とを含み、前記光発生手段が、光を生成する光源と、生成された前記光を集光させる集光ミラーと、集光された前記光を透過させるコリメーターレンズとを含み、前記コリメーターレンズを透過した前記光が前記偏光素子に入射され、前記偏光素子によって偏光された光が基板上に形成された配向膜に照射され、前記コリメーターレンズが、それを透過する前記光の光軸に対して所定角だけ傾斜して配置され、異方性照度分布を有する前記光におけるＰ波の強度とＳ波の強度とは互いに異なることを特徴とする。
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、基板上に配向膜を形成するステップと、異方性照度分布を有する光を発生させる異方的構造を有する光照射装置を用意するステップと、前記光照射装置から偏光素子に異方性照度分布を有する光を入射させるステップと、前記配向膜上に前記偏光素子から偏光された光を照射するステップとを含み、前記光照射装置が、光を生成する光源と、生成された前記光を集光させる集光ミラーと、集光された前記光を透過させるコリメーターレンズとを含み、前記コリメーターレンズを透過した前記光が前記偏光素子に入射され、前記コリメーターレンズが、それを透過する前記光の光軸に対して所定角だけ傾斜して配置され、異方性照度分布を有する前記光におけるＰ波の強度とＳ波の強度とは互いに異なることを特徴とする。
さらに、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、第１基板及び第２基板を用意するステップと、前記第１基板上に配向膜を形成するステップと、前記異方性照度分布を有する光を発生させる異方的構造を有する光照射装置を用意するステップと、前記光照射装置から偏光素子に異方性照度分布を有する光を入射させるステップと、前記配向膜上に前記偏光素子から偏光された光を照射するステップと、前記第１基板及び第２基板の間に液晶層を形成するステップとを含み、前記光照射装置が、光を生成する光源と、生成された前記光を集光させる集光ミラーと、集光された前記光を透過させるコリメーターレンズとを含み、前記コリメーターレンズを透過した前記光が前記偏光素子に入射され、前記コリメーターレンズが、それを透過する前記光の光軸に対して所定角だけ傾斜して配置され、異方性照度分布を有する前記光におけるＰ波の強度とＳ波の強度とは互いに異なることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a light irradiation apparatus according to the present invention includes a light generating means for irradiating light having an anisotropic illuminance distribution, and a polarizing element on which light is incident from the light generating means, The light generation means includes a light source that generates light, a condensing mirror that collects the generated light, and a collimator lens that transmits the collected light, and transmits the collimator lens. The light is incident on the polarizing element, the light polarized by the polarizing element is irradiated onto the alignment film formed on the substrate, and the collimator lens is predetermined with respect to the optical axis of the light passing therethrough. arranged by the inclination to the corner, it said mutually different from the intensity and S-wave of the intensity of the P wave in the light having anisotropy illuminance distribution.
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes a step of forming an alignment film on a substrate, and a step of preparing a light irradiation device having an anisotropic structure that generates light having an anisotropic illuminance distribution; A step of causing light having an anisotropic illuminance distribution to enter the polarizing element from the light irradiation device, and a step of irradiating the polarized light from the polarizing element on the alignment film, the light irradiation device comprising: A light source that generates light; a condensing mirror that condenses the generated light; and a collimator lens that transmits the collected light; and the light transmitted through the collimator lens is the polarizing element. The intensity of the P wave and the intensity of the S wave in the light having an anisotropic illuminance distribution, wherein the collimator lens is inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the light that is transmitted through the collimator lens. And each other Characterized by different things.
Furthermore, the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes a step of preparing a first substrate and a second substrate, a step of forming an alignment film on the first substrate, and a light having the anisotropic illuminance distribution. Providing a light irradiation device having an anisotropic structure for generating light, causing light having an anisotropic illuminance distribution to be incident on the polarization element from the light irradiation device, and polarization from the polarization element on the alignment film Irradiating the generated light, and forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate, wherein the light irradiating device collects the generated light and a light source that generates light. A light-collecting mirror; and a collimator lens that transmits the collected light. The light transmitted through the collimator lens is incident on the polarization element, and the collimator lens transmits the light. It is arranged inclined by a predetermined angle with respect to the optical axis of the serial light, and being different from each other and the intensity of the P-wave intensity and the S-wave in the light having anisotropy illuminance distribution.
本発明は、異方性照度分布を有する光を照射する光発生手段と、前記光発生手段から光が入射される偏光素子とを含み、前記光発生手段が、光を生成する光源と、生成された前記光を集光させる集光ミラーと、集光された前記光を透過させるコリメーターレンズとを含み、前記コリメーターレンズを透過した前記光が前記偏光素子に入射され、前記偏光素子によって偏光された光が基板上に形成された配向膜に照射され、前記光源が前記集光ミラーに対して所定角だけ傾斜して配置されるか、あるいは、前記コリメーターレンズが、それを透過する前記光の光軸に対して所定角だけ傾斜して配置されるようにしたので、光照射装置において光源の配置を異にして、異方的な照度分布を有する部分偏光された光を利用して偏光素子に入射させることによって、偏光効率と共に電力効率を向上させることができるという効果がある。
The present invention includes a light generating means for irradiating light having an anisotropic illuminance distribution, and a polarizing element on which light is incident from the light generating means, the light generating means generating a light source, and generating A condensing mirror that condenses the collected light and a collimator lens that transmits the collected light, and the light transmitted through the collimator lens is incident on the polarizing element, Polarized light is applied to an alignment film formed on a substrate, and the light source is disposed at a predetermined angle with respect to the condenser mirror , or the collimator lens transmits the light. Since the light is arranged at a predetermined angle with respect to the optical axis of the light, the arrangement of the light source is different in the light irradiation device, and partially polarized light having an anisotropic illuminance distribution is used. To enter the polarizing element. And by an effect that it is possible to improve the power efficiency with polarizing efficiency.
以下、添付した図を参照して、本発明に係る光照射装置について具体的に説明する。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光照射装置を示す概略図であり、図３ａは、図２のＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’地点の平面での照度分布を示す図であり、図３ｂは、図２のＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’地点の平面での光成分分布を示す図である。
Hereinafter, a light irradiation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 is a schematic view showing the light irradiation apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3A is a plane at points II-II ′, III-III ′, and IV-IV ′ of FIG. FIG. 3B is a diagram showing the light component distribution at the planes II-II ′, III-III ′, and IV-IV ′ in FIG.
図２において、２００は光照射装置、２０１は光源、２０３は集光ミラー、２０５は第１反射ミラー、２０７はフライアイレンズ（ｆｌｙ ｅｙｅ ｌｅｎｓ）、２０８はコリメーターレンズ、２０９は第２反射ミラー、２１１は偏光素子、２１３は配向膜、２１５は基板である。 In FIG. 2, 200 is a light irradiation device, 201 is a light source, 203 is a condenser mirror, 205 is a first reflecting mirror, 207 is a fly eye lens, 208 is a collimator lens, and 209 is a second reflecting mirror. , 211 is a polarizing element, 213 is an alignment film, and 215 is a substrate.
図２に示すように、光照射装置２００の光源２０１から放射される紫外線を含む非偏光された光は、集光ミラー２０３で集光され、第１反射ミラー２０５で反射されてフライアイレンズ２０７（ｆｌｙ ｅｙｅ ｌｅｎｓ）に入射される。
As shown in FIG. 2, unpolarized light including ultraviolet rays emitted from the
このとき、光源２０１は傾斜した配置構造を有し、傾斜した光源２０１から出射されて、集光ミラー２０３で反射された光は、その照度分布が異方的な分布を有し、異方的な構造により、Ｐ波とＳ波の強度が異なる部分偏光された光の特性を有する。
At this time, the
そして、フライアイレンズ２０７から拡散されて出た光は、第２反射ミラー２０９で反射され、コリメーターレンズ２０８に入射されて集光された後、偏光素子２１１に入射される。
The light diffused from the fly-
このとき、偏光素子２１１に入射される光は、部分偏光された光であり、その照度分布も異方的な分布を有する。
At this time, the light incident on the polarizing
ここで、偏光素子２１１に異方的照度分布を有する光を入射させる光照射装置２００は、光発生器ということができる。
Here, the
偏光素子２１１は、図４に示すように、石英基板２２１と、該石英基板２２１を維持する支持台２１０とからなる。ここで、前記石英基板２２１は、断層又は多層に積層されている。
As shown in FIG. 4, the polarizing
偏光素子２１１は、例えば、４個の積層された石英基板２２１からなり、前記所定部分偏光された光は、偏光素子２１１から出射して偏光された光となる。
The polarizing
部分偏光された光は、Ｐ波とＳ波の強度が異なる状態で、例えば、Ｐ波の強度がＳ波の強度より大きい状態であるとき、偏光素子２１１に偏光角（Ｂ）で入射され、前記偏光素子２１１の石英基板２２１を透過しながらＳ波の一部は反射し、Ｐ波は透過されて基板２１５上に形成された配向膜２１３にＰ波の強度がＳ波の強度より大きい偏光された光が照射される。
The partially polarized light is incident on the
ここで、前記偏光角（Ｂ）は、水平線と石英基板２２１を傾けた角度を意味する。
Here, the polarization angle (B) means an angle at which the horizontal line and the
したがって、図３ａに示すように、光源２０１から放射した非偏光された光は、光源２０１が傾斜するように配置されているため、集光ミラー２０３により反射された光の特性は、照度分布が異方的な分布を有し、第１反射ミラー２０５、フライアイレンズ２０７、第２反射ミラー２０９、コリメーターレンズ２０８などからなる光学素子を通過した後には、照度分布が異方的な分布を有する。また、これらの光学素子を通過した光は、偏光素子２１１を通過した後にも異方的な分布で基板２１５に照射される。
Therefore, as shown in FIG. 3a, the non-polarized light emitted from the
このとき、照度分布が異方的な光は、上記の光学素子および偏光素子２１１を通過した後の異方的な分布を有する光と、その光学的特性と照度分布とが、同一又は同一でないこともある。
At this time, the light having an anisotropic illuminance distribution is not the same or the same as the light having an anisotropic distribution after passing through the optical element and the polarizing
図３ｂに示すように、光源２０１から放射した非偏光された光は、光源２０１が傾斜して配置されているため、異方的な照度分布を有し、集光ミラー２０３により反射された光の光成分特性は、Ｓ波の強度とＰ波の強度が互いに異になるため、部分偏光された光を有し、前記光学素子を通過した後にも部分偏光された光を有する。以後、前記偏光度が０ではない部分、偏光された光は、前記偏光素子２１１を通過して所望の偏光度を有する偏光された光を得ることができる。
As shown in FIG. 3 b, the unpolarized light emitted from the
ここで、偏光度は、非偏光された光と偏光された光の全体光から偏光された光の割合を示す。 Here, the degree of polarization indicates a ratio of light polarized from the whole light of unpolarized light and polarized light.
したがって、偏光度（Ｐ）は、次の式（１）または式（２）を満足する。 Therefore, the degree of polarization (P) satisfies the following formula (1) or formula (2).
（ここで、（式１）において、Ｐは偏光度、Ｉｐは偏光された光、Ｉｕは非偏光された光）
（ここで、（式２）において、ＩｐはＰ波の強度、ＩｓはＳ波の強度）
(Where, in (Equation 1), P is the degree of polarization, Ip is the polarized light, and Iu is the unpolarized light)
(Here, in (Expression 2), Ip is the intensity of the P wave, Is is the intensity of the S wave)
したがって、Ｐが０であると完全非偏光された光を意味し、１であると完全線偏光を意味する。 Therefore, if P is 0, it means completely unpolarized light, and 1 means completely linearly polarized light.
このような光照射装置２００は、光源２０１から生成された非偏光された光が偏光素子の複数の石英基板部を通過する間に相当量吸収されて、光損失が発生する。
In such a
図４は、本発明に係る光照射装置の偏光素子の一部分を示す断面図であり、図５ａは、従来の技術に係る光照射装置の偏光素子において、石英基板の数に応じる電力効率を示す図であり、図５ｂは、本発明に係る光照射装置の偏光素子において、石英基板の数に応じる電力効率を示す図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of the polarizing element of the light irradiation apparatus according to the present invention, and FIG. 5A shows the power efficiency according to the number of quartz substrates in the polarizing element of the conventional light irradiation apparatus. FIG. 5b is a diagram showing the power efficiency according to the number of quartz substrates in the polarizing element of the light irradiation device according to the present invention.
図４に示すように、本発明に係る光照射装置２００の偏光素子２１１は、４個の積層された石英基板２２１からなり、石英基板２２１の数に応じて偏光素子２１１から出射される光の偏光度が変わる。
As shown in FIG. 4, the
ここで、前記偏光素子２１１に入射される光は、部分偏光された光であって、Ｐ波の強度がＳ波の強度より大きい。また、偏光素子２１１の石英基板２２１を通過する際に、前記Ｓ波は反射され、Ｐ波は透過されるため、偏光素子２１１の偏光効率はさらに向上する。
Here, the light incident on the
図５ａの従来の石英基板の個数と偏光度との関係に示されるように、従来技術においては、偏光素子２１１に非偏光された光（偏光度が０）が入射されて、偏光度０．５の部分偏光された光を得るためには、石英基板２２１を６枚積層されなければならない。
As shown in the relationship between the number of conventional quartz substrates and the degree of polarization in FIG. 5a, in the prior art, non-polarized light (with a degree of polarization of 0) is incident on the
一方、図５ｂの本発明の石英基板の個数と偏光度との関係に示されるように、本発明においては、偏光素子２１１に偏光度が０．０８である部分偏光された光が入射されると、偏光度０．５である部分偏光された光を得るためには、石英基板２２１を４枚積層すれば、所望の偏光度を得ることができる。
On the other hand, as shown in the relationship between the number of quartz substrates of the present invention and the degree of polarization in FIG. 5b, in the present invention, partially polarized light having a degree of polarization of 0.08 is incident on the
このとき、偏光素子２１１の電力効率を見ると、非偏光された光が偏光素子２１１に入射されて、偏光度０．５の部分偏光された光として出射されるとき、偏光素子２１１の電力効率は５１％であり、偏光度が０．０８である部分偏光された光が偏光素子に入射されて、偏光度０．５の部分偏光された光として出射されるとき、偏光素子２１１の電力効率は６３％で、さらに効率的である。
At this time, looking at the power efficiency of the
ここで、電力効率は、偏光素子２１１を使用しない場合の電力を１００％とし、前記電力効率は、石英基板２２１の数が増加するほど低下する。
Here, the power efficiency is 100% when the
したがって、本発明は、光照射装置２００において、光源２０１の配置を異にして、異方的な照度分布を有する部分偏光された光を利用して偏光素子２１１に入射させることによって、偏光効率と共に電力効率を向上させることができる。
Therefore, according to the present invention, in the
一方、偏光素子２１１に部分偏光された光を入射させるために、本発明の第１の実施の形態では、光源２０１を傾斜して配置したが、光源２０１の形状を変更した場合にも異方的な照度分布を有する光を得ることができ、偏光素子２１１に部分偏光された光を入射させることができる。
On the other hand, in order to make the partially polarized light incident on the
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る光照射装置を示す概略的な図であり、図７ａ及び図７ｂは、本発明に係る光照射装置の集光ミラーの実施の形態である。そして、図８ａは、図６のＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’地点の平面での照度分布を示す図であり、図８ｂは、図６のＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’地点の平面での光成分分布を示す図である。 FIG. 6 is a schematic view showing a light irradiation apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 7a and 7b are embodiments of the condensing mirror of the light irradiation apparatus according to the present invention. is there. 8a is a diagram showing the illuminance distribution in the plane of the points II-II ′, III-III ′, and IV-IV ′ of FIG. 6, and FIG. 8b is the diagram of II-II ′, III- of FIG. It is a figure which shows light component distribution in the plane of III ', IV-IV' point.
ここで、図６において、図２の各構成要素に対応するものについては、図２と同一の符号を付して示し、ここではその説明を省略する。なお、下記の説明においては、図６において、図２と異なる部分について主に説明し、同一部分については詳細な説明は省略する。 Here, in FIG. 6, components corresponding to the respective components in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2, and description thereof is omitted here. In the following description, in FIG. 6, portions different from FIG. 2 will be mainly described, and detailed description of the same portions will be omitted.
図６及び図７ａ，ｂに示すように、本発明に係る光照射装置２００は、光源２０１の非偏光された光を異方的な分布で第１反射ミラー２０５に集光させる異方的な構造の集光ミラー２０３を備える。
As shown in FIGS. 6 and 7a and b, the
ここで、異方的な構造の集光ミラー２０３とは、等方性の光を異方性の光に照度分布を変更させ得る構造を有する集光ミラー２０３のことを言い、例えば、その平面図は、図７ａ，ｂに示すように、楕円形、または、長方形などがある。
Here, the
したがって、図８ａに示すように、光源２０１から放射された非偏光された光は、楕円形又は長方形の異方的構造を有する集光ミラー２０３により照度分布が異方的な分布を有し、第１反射ミラー２０５、フライアイレンズ２０７、第２反射ミラー２０９、コリメーターレンズ２０８などからなる光学素子を通過する。光学素子を通過した光は、照度分布が異方的な分布を有し、光学素子を通過した光は、偏光素子を通過した後にも異方的な分布を有し、基板に照射される。
Therefore, as shown in FIG. 8a, the unpolarized light emitted from the
このとき、照度分布が異方的な分布を有する光は、光学素子、偏光素子を通過した後の異方的な分布を有する光と、その光学的特性と照度分布とが同一又は同一でないこともある。 At this time, the light having an anisotropic distribution of illuminance distribution, the light having an anisotropic distribution after passing through the optical element and the polarizing element, and the optical characteristics and the illuminance distribution are not the same or the same. There is also.
図８ｂに示すように、光源２０１から放射された非偏光された光は、集光ミラー２０３により反射されて、Ｓ波の強度とＰ波の強度が互いに変わって部分偏光された光で第１反射ミラー２０５に入射され、前記光学素子を通過した後にも部分偏光された光を有する。以後、前記偏光度が０でない部分偏光された光は、偏光素子２１１を通過して所望の偏光度を有する偏光された光を得ることができる。
As shown in FIG. 8b, the unpolarized light emitted from the
このとき、前記部分偏光された光は、前記光学素子、偏光素子２１１を通過した後の部分偏光された光と同一又は同一でないこともある。
At this time, the partially polarized light may or may not be the same as the partially polarized light after passing through the optical element and the
図９は、本発明に係る第３の実施の形態であって、光照射装置を示す概略図であり、図１０ａ及び図１０ｂは、本発明に係る光照射装置のコリメーターレンズの実施の形態である。そして、図１１ａは、図９のＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’地点の平面での照度分布を示す図であり、図１１ｂは、図９のＩＩ−ＩＩ’、ＩＩＩ−ＩＩＩ’、ＩＶ−ＩＶ’地点の平面での光成分分布を示す図である。 FIG. 9 is a schematic diagram showing a light irradiation apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 10a and 10b are embodiments of a collimator lens of the light irradiation apparatus according to the present invention. It is. FIG. 11a is a diagram showing the illuminance distribution at the planes II-II ′, III-III ′, and IV-IV ′ of FIG. 9, and FIG. 11b is the diagram of II-II ′, III- of FIG. It is a figure which shows light component distribution in the plane of III ', IV-IV' point.
ここで、図９において、図２と同じ構成については、同一符号を付して示し、ここではその具体的な説明は省略する。 Here, in FIG. 9, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.
図９に示すように、本発明は、偏光素子２１１に部分偏光され、異方的な照度分布を有する光を入射させるために、コリメーターレンズ２０８を異方的な構造に形成する。
As shown in FIG. 9, in the present invention, a
前記異方的な構造を有するコリメーターレンズ２０８は、図１０ａ及び図１０ｂに示すように、楕円形又は長方形などのレンズ形態を有する。
As shown in FIGS. 10a and 10b, the
ここで、コリメーターレンズ２０８に入射される光は、非偏光された光であって、等方性の照度分布を有する光であり、前記コリメーターレンズ２０８から出射される光は、所定部分偏光された光である。
Here, the light incident on the
図１１ａ及び図１１ｂに示すように、前記コリメーターレンズ２０８から出射される部分偏光された光は、異方性照度分布を有し、Ｐ波の強度がＳ波の強度より大きい部分偏光された光になる。前記部分偏光された光は、偏光素子２１１を通過しながらＳ波は所定反射され、Ｐ波は透過して偏光度がさらに大きくなる。
As shown in FIGS. 11a and 11b, the partially polarized light emitted from the
このとき、前記部分偏光された光は、通過される石英基板２２１の数が増加するほど、照度量と照度分布は減少する。
At this time, the amount of illuminance and the illuminance distribution of the partially polarized light decrease as the number of
したがって、本発明に係る光照射装置２００の偏光素子２１１において、偏光を誘導する石英基板２２１の数を低減させることができ、これにより、電力効率がさらに向上することができる。
Therefore, in the
図１２は、本発明に係る第４の実施の形態であって、光照射装置を示す概略図である。
ここで、図１２において、図２と同じ構成については、同一符号を付して示し、ここではその具体的な説明は省略する。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a light irradiation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
Here, in FIG. 12, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.
図１２に示すように、入射される光軸に対して傾斜して配置されたコリメーターレンズ２０８に入射される光は、非偏光された光であって、等方性の照度分布を有する光であり、傾斜して配置されたコリメーターレンズ２０８から出射される光は、所定部分偏光された光である。
As shown in FIG. 12, the light incident on the
したがって、本発明に係る光照射装置２００の偏光素子２１１に部分偏光された光が入射され、前記部分偏光された光は、偏光素子２１１の石英基板２２１を通過しながら偏光度が大きい部分偏光された光として出射される。したがって、前記偏光素子２１１で偏光を誘導する石英基板２２１の数を低減させることができ、これにより、電力効率がさらに向上し得る。
Accordingly, the partially polarized light is incident on the
本発明において例示して説明した第１〜第４の実施の形態は、偏光素子に部分偏光された光を入射させるために、光源、集光ミラー、光学素子などの構造を異方的に構成するものであり、これにより、光の照度分布が異方的な特性を有するようになり、部分偏光された光が前記偏光素子に入射される。このために、本発明は、前記第１〜第４の実施の形態を少なくとも１つ以上選択して構成することができる。 In the first to fourth embodiments illustrated and described in the present invention, the structure of a light source, a condensing mirror, an optical element, etc. is anisotropically configured so that partially polarized light enters the polarizing element. As a result, the illuminance distribution of the light has anisotropic characteristics, and the partially polarized light is incident on the polarizing element. To this end, the present invention can be configured by selecting at least one of the first to fourth embodiments.
また、前記第１〜第４の実施の形態だけでなく、本発明は、偏光素子に入射される前に光の照度分布が異方的になり得るように、光源、光学素子などの配置及び形状を変更することもできる。例えば、前記反射ミラーの偏平な構造を異方性照度分布を有する光に反射させ得る構造に変更することもできる。 Further, in addition to the first to fourth embodiments, the present invention is arranged such that the illuminance distribution of light can be anisotropic before entering the polarizing element, and the arrangement of light sources, optical elements, etc. The shape can also be changed. For example, the flat structure of the reflecting mirror can be changed to a structure that can reflect light having an anisotropic illuminance distribution.
本発明は、光照射装置において光源の配置を異にして、異方的な照度分布を有する部分偏光された光を利用して偏光素子に入射させることによって、偏光効率と共に電力効率を向上させ得るという効果がある。 The present invention can improve the power efficiency as well as the polarization efficiency by using a partially polarized light having an anisotropic illuminance distribution and making it incident on a polarizing element by changing the arrangement of the light sources in the light irradiation device. There is an effect.
また、本発明は、既存の光照射装置を交替しなくても、レンズ、集光ミラー、光学素子などの構造のみを異方的な構造に変更して最適の効果を得ることができるので、装備交替に対する負担がない。 In addition, since the present invention can obtain an optimal effect by changing only the structure of the lens, the collecting mirror, the optical element, etc. to an anisotropic structure without replacing the existing light irradiation device, There is no burden for equipment replacement.
図１３は、本発明に係る液晶表示装置における配向膜の形成工程を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing a process of forming an alignment film in the liquid crystal display device according to the present invention.
まず、液晶表示装置の上基板および下基板を用意する（ステップＳ１００）。
そして、様々なパターンが形成された基板上の異質物を除去するために、洗浄工程（ステップＳ１１０）を行う。
そして、配向膜印刷装置を利用して、前記基板の上面に配向膜の原料液であるポリイミド（ＰｏｌｙＩｍｉｄｅ：ＰＩ）などを印刷する配向膜印刷工程（ステップＳ１２０）を経る。
次に、基板に印刷された前記配向膜の原料液に高温の熱を加えて溶媒を乾燥させ硬化させる配向膜焼成工程（ステップＳ１３０）を行う。
そして、ラビング装置を利用して、焼成処理された配向膜の表面を一定の方向に擦って溝を作る配向膜ラビング工程を経て、１次配向処理を行う（ステップＳ１４０）。
以後、前記配向膜に光照射方法を利用した２次配向処理を行う（ステップＳ１５０）。
First, an upper substrate and a lower substrate of a liquid crystal display device are prepared (Step S100).
Then, a cleaning process (step S110) is performed in order to remove foreign substances on the substrate on which various patterns are formed.
Then, using an alignment film printing apparatus, an alignment film printing process (step S120) for printing polyimide (Polyimide: PI), which is a raw material liquid for the alignment film, on the upper surface of the substrate is performed.
Next, an alignment film baking step (step S130) is performed in which high-temperature heat is applied to the alignment film raw material printed on the substrate to dry and cure the solvent.
Then, using a rubbing apparatus, a primary alignment process is performed through an alignment film rubbing process in which grooves are formed by rubbing the surface of the alignment film that has been baked in a certain direction (step S140).
Thereafter, a secondary alignment process using a light irradiation method is performed on the alignment film (step S150).
図１４は、本発明に係る横電界方式の液晶表示装置を示す図である。
図１４に示すように、ＴＦＴアレイ基板３１０上に信号遅延を防止するために低い抵抗値を有する低抵抗金属を蒸着した後、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）法によりパターニングして、ゲート配線及びゲート配線から分岐される薄膜トランジスタのゲート電極３１４を形成する。
FIG. 14 is a diagram showing a horizontal electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
As shown in FIG. 14, after a low resistance metal having a low resistance value is deposited on the
前記低抵抗金属には、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金（ＡｌＮｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン−タングステン（ＭｏＷ）などを使用する。 Examples of the low resistance metal include copper (Cu), aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), molybdenum (Mo), chromium (Cr), titanium (Ti), tantalum (Ta), and molybdenum-tungsten (MoW). Is used.
前記ゲート配線及びゲート電極３１４を形成するとき、前記ゲート配線と平行する共通配線及び前記共通配線から分岐される複数の共通電極３１７を同時に形成する。
When the gate wiring and the
前記ゲート配線を含む全面にシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）又はシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などの無機絶縁物質をＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより蒸着して、ゲート絶縁膜３１９を形成する。
An inorganic insulating material such as silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO x ) is deposited on the entire surface including the gate wiring by a PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) method or the like to form a
そして、前記ゲート絶縁膜３１９上に非晶質シリコンなどの物質を蒸着し、選択的に除去することにより、前記ゲート電極３１４の上部のゲート絶縁膜３１９上に島（ｉｓｌａｎｄ）形状に半導体層３２７を形成する。
Then, a material such as amorphous silicon is deposited on the
このとき、前記半導体層３２７は、非晶質シリコン層３２７ａ上に不純物イオンを注入したオームコンタクト層３２７ｂを形成することができる。
At this time, the
前記ゲート絶縁膜３１９の上部の全面に、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＷ、Ａｌ合金などの金属を蒸着した後、フォトエッチング技術によりパターニングして、前記ゲート配線と垂直方向に交差させることにより画素領域を画定するデータ配線を形成し、前記データ配線と同時に前記半導体層３２７の両端にそれぞれ配置されるソース電極及びドレイン電極３２６、３２８を形成する。
After depositing a metal such as Cr, Al, Cu, Mo, Ti, Ta, MoW, and Al alloy on the entire upper surface of the
また、前記データ配線を含むアレイ基板３１０の全面にシリコン窒化膜又は有機絶縁膜であるＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）を塗布して保護膜３３８を形成し、前記ドレイン電極３２８にコンタクト孔（図示せず）を形成する。
A
次に、全面に透明導電物質であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）又はＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）を利用して透明導電膜を蒸着しパターニングして、前記ドレイン電極３２８と接続され、前記データ配線と平行であり、かつ、前記共通電極３１７の間に位置されて前記共通電極３１７と互いに交互になるように複数の画素電極３３０を形成する。
Next, a transparent conductive film is deposited on the entire surface using ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide), which is a transparent conductive material, and is patterned, connected to the
ここで、前記画素電極３３０を金属物質で形成する場合、図示していないが、前記保護膜３３８を形成する前に前記データ配線と同一物質で前記データ配線と同時に形成することもできる。
Here, when the
前記画素電極３３０を含むアレイ基板は、配向膜が形成される。
An alignment layer is formed on the array substrate including the
まず、前記アレイ基板３１０の全面に配向膜物質を形成するが、耐熱性に優れ、液晶との親和力に優れたポリイミド樹脂を基板上に印刷し乾燥させて第１配向膜３８１を形成し、ラビング工程を利用して１次配向処理を行う。
First, an alignment film material is formed on the entire surface of the
前記配向膜物質としてポリイミド樹脂の他にも、ＵＶ照射時に選択的に切断される結合を有する高分子を含むポリアミド酸（ｐｏｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）、ポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｍｉｎｅ）、ポリビニールアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌｅ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリフェニレンフタルアミド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリメチルメタクリルレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）の中から選択された少なくとも１つ以上の配向物質からなり、この場合、前記配向膜は、偏光方向と垂直な方向に配向される。 In addition to polyimide resin, the alignment film material may include polyamic acid, polyethylenemine, polyvinyl alcohol, poly (vinyl alcohol), polyamide, which includes a polymer having a bond that is selectively cut when irradiated with UV. (Polyamide), polyethylene (polyethylene), polyphenylene phthalamide (polyphenylene phthalamide), polyester (polyester), polyurethane (polyurethanes), polymethyl methacrylate (polymethylmethacrylate), at least one alignment material selected from this alignment material In the case, the alignment film is perpendicular to the polarization direction. Oriented in any direction.
また、前記配向膜がポリスチレンからなる場合、前記配向膜は、偏光方向と一致する方向に配向される。 Further, when the alignment film is made of polystyrene, the alignment film is aligned in a direction that coincides with the polarization direction.
前記１次配向処理は、ポリイミドからなる前記第１配向膜３８１上にベルベット（ｖｅｌｖｅｔ）、レーヨン、ナイロンなどを巻いたラビング布３３３を利用して、前記第１配向膜３８１を一定の方向に擦ることによって、配向方向を形成させるラビング方法である。
In the primary alignment process, the
そして、前記１次配向処理された配向膜３８１が形成されたアレイ基板３１０は、前記第１配向膜３８１に光照射して２次配向処理を行う。
The
前記光は、部分偏光された光を使用することができる。 As the light, partially polarized light can be used.
そして、前記部分偏光された光の偏光度は、０．５以上であることを特徴とする。 The degree of polarization of the partially polarized light is 0.5 or more.
ここで、前記偏光度は、前記第１配向膜に照射される非偏光された光と偏光された光において、偏光された光の割合をいう。 Here, the degree of polarization refers to a ratio of polarized light in non-polarized light and polarized light irradiated on the first alignment film.
そして、前記光を照射する方法は、傾斜照射又は垂直照射方法を利用することができる。 And the method of irradiating the light can use an inclined irradiation method or a vertical irradiation method.
前記光を照射する装置は、基板全面に光を照射する全面照射装置と、基板をスキャンしながら照射するスキャンタイプ装置がある。 As the apparatus for irradiating light, there are an entire surface irradiation apparatus for irradiating light on the entire surface of the substrate and a scan type apparatus for irradiating while scanning the substrate.
このように、１次配向処理を行った第１配向膜３８１に部分偏光された光を照射することによって、２次配向処理を行うと、光照射効率が大きくなるので、電極部周辺の段差部において配向が均一になる。
As described above, when the secondary alignment treatment is performed by irradiating the
一方、カラーフィルタ基板３７０上に液晶を制御することができない部分、すなわち、ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ部分での光漏れを防止するために、クロム（Ｃｒ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）などのような反射率の高い金属又はブラックレジンを利用してブラックマトリックス３７３を形成する。
On the other hand, in order to prevent light leakage on the
以後、前記ブラックマトリックス３７３の間に電着法、顔料分散法、塗布法などを利用して色相具現のための赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層３７５を形成し、カラーフィルタ層３７５を含む全面にオーバーコート層３７９をさらに形成することもできる。
Thereafter, a red (R), green (G), and blue (B)
次に、オーバーコート層３７９の上部に液晶との親和力に優れており、かつ、感光特性を有するポリイミド物質を印刷して第２配向膜３８２を形成し、上述した第１配向膜３８１と同じ工程により配向処理される。
Next, the
次に、アレイ基板３１０又はカラーフィルタ基板３７０にカラムスペーサ（図示せず）を形成した後、アレイ基板３１０又はカラーフィルタ３７０基板のエッジにシールパターン３０３を形成して、アレイ基板３１０、カラーフィルタ基板３７０を合着して液晶パネルを完成する。
Next, a column spacer (not shown) is formed on the
図１５は、本発明に係る横電界方式の液晶表示装置の製造方法を示す他のフローチャートである。 FIG. 15 is another flowchart showing a method of manufacturing a horizontal electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
まず、図１４のように、アレイ工程とカラーフィルタ工程により、下部基板（アレイ基板）及び上部基板（カラーフィルタ基板）にそれぞれ駆動素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とカラーフィルタ層を形成する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。 First, as shown in FIG. 14, a thin film transistor (TFT) and a color filter layer, which are driving elements, are formed on a lower substrate (array substrate) and an upper substrate (color filter substrate) by an array process and a color filter process, respectively (S201, S202).
ここで、下部基板には、一定間隔を有して一方向に配列される複数のゲートラインと、各ゲートラインと垂直な方向に一定の間隔で配列される複数のデータラインと、各ゲートラインとデータラインとが交差して画定された各画素領域にマトリックス形態で形成される複数の画素電極とゲートラインの信号によりスイッチングされて、データラインの信号を各画素電極に伝達する複数の薄膜トランジスタとが形成される。 Here, the lower substrate includes a plurality of gate lines arranged in one direction with a certain interval, a plurality of data lines arranged in a direction perpendicular to each gate line, and each gate line. A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by intersecting the data lines and a plurality of thin film transistors that are switched by a gate line signal and transmit a data line signal to each pixel electrode; Is formed.
そして、上部基板には、画素領域を除いた部分の光を遮断するためのブラックマトリックス層と、カラー色相を表現するための赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）カラーフィルタ層と、画像を具現するための共通電極とが形成される。 On the upper substrate, a black matrix layer for blocking light in a portion other than the pixel region, and a red (R), green (G), and blue (B) color filter layer for expressing a color hue A common electrode for embodying an image is formed.
一方、本発明によって製作される液晶表示装置は、前記共通電極が上部基板に形成される垂直電界方式のＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置もあり、前記共通電極は、下部に形成されることができ、例えば、ＩＰＳ（ｉｎｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶表示装置などがあり、様々なモードの液晶表示装置に適用されることができる。 Meanwhile, the liquid crystal display device manufactured according to the present invention includes a vertical electric field type TN (twisted nematic) mode and VA (vertical alignment) mode liquid crystal display device in which the common electrode is formed on an upper substrate. Can be formed in the lower portion, for example, an IPS (in plane switching) mode, an FFS (fringe field switching) mode liquid crystal display device, and the like, and can be applied to liquid crystal display devices in various modes.
また、上部基板を製造する工程をカラーフィルタ工程と言うが、液晶表示装置の種類とそれに応じる工程により、カラーフィルタ層又はブラックマトリックス工程が下部基板のアレイ工程と共に行われることもできる。 In addition, although the process of manufacturing the upper substrate is referred to as a color filter process, the color filter layer or the black matrix process may be performed together with the array process of the lower substrate depending on the type of the liquid crystal display device and the corresponding process.
前記アレイ工程とカラーフィルタ工程は、複数のパネル領域が形成される大面積のガラス基板に一括的に行われる。 The array process and the color filter process are collectively performed on a large-area glass substrate on which a plurality of panel regions are formed.
まず、アレイ工程により下部基板上に配列されて画素領域を定義する複数のゲートライン及びデータラインを形成し、画素領域それぞれにゲートラインとデータラインに接続する駆動素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する。 First, a plurality of gate lines and data lines that define a pixel region are formed on the lower substrate by an array process, and a thin film transistor (TFT) that is a driving element connected to the gate line and the data line is formed in each pixel region. To do.
また、前記アレイ工程により薄膜トランジスタに接続されて、薄膜トランジスタを介して信号が印加されることにより、液晶層を駆動する画素電極を形成する。 In addition, a pixel electrode that drives the liquid crystal layer is formed by being connected to the thin film transistor by the array process and applying a signal through the thin film transistor.
また、上部基板には、カラーフィルタ工程によりカラーを具現する赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のカラーフィルタ層を形成する。 In addition, red, green, and blue (R, G, B) color filter layers that implement colors are formed on the upper substrate by a color filter process.
次に、前記ＴＦＴが形成された下部基板１００及びカラーフィルタ層が形成された上部基板１１０は、配向膜が塗布されて形成され、前記配向膜は、ラビング法により１次配向処理される（Ｓ２０３）。
Next, the
そして、前記１次配向処理された配向膜に偏光度が０．５以上になる部分偏光された光を照射して、２次配向処理が行われた配向膜が形成される（Ｓ２０４）。 Then, the alignment film subjected to the secondary alignment process is formed by irradiating the alignment film subjected to the primary alignment process with partially polarized light having a degree of polarization of 0.5 or more (S204).
本発明によれば、特に、上、下部基板のうちのいずれかの基板に共通電極と画素電極が形成される横電界方式の液晶表示装置は、前記共通電極と画素電極、ゲート配線及びデータ配線などのパターンが段差をなし、ストライプ又はジグザグパターンで形成されるため、前記段差部分においてラビングによる配向処理が特に不十分であり得るため、部分偏光された光を前記ラビング処理された基板上に照射することによって、均一な配向が行われるようにし、光漏れを改善してブラック輝度を改善するという効果がある。 According to the present invention, in particular, the horizontal electric field type liquid crystal display device in which the common electrode and the pixel electrode are formed on any one of the upper and lower substrates includes the common electrode, the pixel electrode, the gate wiring, and the data wiring. Since the pattern such as has a step and is formed in a stripe or zigzag pattern, the alignment treatment by rubbing may be particularly insufficient at the step portion, so that the partially-rubbed light is irradiated onto the rubbing-treated substrate. By doing so, there is an effect that uniform alignment is performed, light leakage is improved, and black luminance is improved.
そして、前記上部基板又は下部基板上にスペーサを散布するか、又はパターンされたスペーサを形成し、基板合着のための外郭部領域にシールパターンを形成する（Ｓ２０５）。 Then, spacers are dispersed on the upper substrate or the lower substrate, or patterned spacers are formed, and a seal pattern is formed in an outer region for substrate bonding (S205).
そして、Ａブロックにおいて示した順に、前記上部基板および下部基板を対向合着する（Ｓ２０６）。
次に、二基板を完全に接着させた後、前記液晶注入口を介して二基板の間に液晶を注入し、前記液晶が流れ出ないように液晶注入口を封止すると、液晶パネルが完成される（Ｓ２０７）。
Then, the upper substrate and the lower substrate are bonded to each other in the order shown in the block A (S206).
Next, after completely bonding the two substrates, liquid crystal is injected between the two substrates through the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port is sealed so that the liquid crystal does not flow out, thereby completing the liquid crystal panel. (S207).
一方、前記Ａブロックにおいて図示して説明した液晶注入方式だけでなく、Ｂブロックにおいて示す順序のように、液晶滴下方式でも液晶パネルが製作されることができ、前記下部基板の液晶パネル領域に液晶を滴下し（Ｓ２０８）、上部基板および下部基板を合着する（Ｓ２０９）。 On the other hand, a liquid crystal panel can be manufactured not only by the liquid crystal injection method illustrated and described in the A block but also by a liquid crystal dropping method as in the order shown in the B block. Is dropped (S208), and the upper substrate and the lower substrate are bonded (S209).
このような工程により大面積のガラス基板（下部基板及び上部基板）には、液晶層が形成された複数の液晶パネルが形成され、このガラス基板を加工、切断して複数の液晶パネルに分離し、それぞれの液晶パネルを検査することにより、液晶表示装置を製作する。 Through such a process, a plurality of liquid crystal panels formed with a liquid crystal layer are formed on a large-area glass substrate (lower substrate and upper substrate), and the glass substrate is processed and cut into a plurality of liquid crystal panels. A liquid crystal display device is manufactured by inspecting each liquid crystal panel.
前記薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板（又は下部基板）、カラーフィルタ基板（又は上部基板）上に配向膜３２１が印刷される。以後には、前記ＴＦＴアレイ基板（又は下部基板）、カラーフィルタ基板（又は上部基板）を「基板３２０」と通称する。
An
前記配向膜３２１を印刷する方法には、スピニング（ｓｐｉｎｉｎｇ）、ディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）、ローラーコート（ｒｏｌｌｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）、スリットコート（ｓｌｉｔ ｃｏａｔｉｎｇ）、インクジェットコート（ｉｎｋｊｅｔ ｃｏａｔｉｎｇ）方法などがある。
Methods for printing the
前記配向膜物質には、ポリイミド樹脂の他にも、ＵＶ照射時に選択的に切断される結合を有する高分子を含むポリアミド酸（ｐｏｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）、ポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｍｉｎｅ）、ポリビニールアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌｅ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリフェニレンフタルアミド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリメチルメタクリルレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）の中から選択された少なくとも１つ以上の配向物質からなり、この場合、前記配向膜は、偏光方向と垂直な方向に配向される。 In addition to the polyimide resin, the alignment layer material includes polyamic acid, polyethylenimine, and polyvinyl alcohol containing a polymer having a bond that is selectively cut when irradiated with UV. , At least one selected from the group consisting of polyamide, polyethylene, polyphenylenephthalamide, polyester, polyurethane, and polymethylmethacrylate. In this case, the alignment film is perpendicular to the polarization direction. Oriented in any direction.
また、前記配向膜がポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ）からなる場合、前記配向膜は、偏光方向と一致する方向に配向される。 In addition, when the alignment film is made of polystyrene, the alignment film is aligned in a direction that matches the polarization direction.
そして、前記配向膜が形成された基板は、１次配向処理工程であるラビング工程が行われる。 The substrate on which the alignment film is formed is subjected to a rubbing process which is a primary alignment process.
前記ラビング工程は、基板上に形成された配向膜を６０〜８０℃程度の温度で溶剤を飛ばして整列させた後、８０〜２００℃程度の温度で硬化させて、ベルベットなどを巻いたラビング布を利用して、前記配向膜を一定の方向に擦ることによって、液晶の配向方向を形成させる方法である。 In the rubbing step, the alignment film formed on the substrate is aligned by blowing off a solvent at a temperature of about 60 to 80 ° C., then cured at a temperature of about 80 to 200 ° C., and a rubbing cloth wound with velvet etc. Is used to form the alignment direction of the liquid crystal by rubbing the alignment film in a certain direction.
このとき、前記基板は、ステージに載置されて搬送ローラ部により定速で移送される。 At this time, the substrate is placed on the stage and transferred at a constant speed by the transport roller unit.
以後、前記１次配向処理が行われた配向膜３２１は、光照射装置３５０に移送されて２次配向処理工程を行う。
Thereafter, the
前記ラビング工程が行われた配向膜に線偏光（ｌｉｎｅａｒｌｙ ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ）又は部分偏光された光（ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ）などを使用して２次配向処理を行う。 A secondary alignment process is performed on the alignment layer subjected to the rubbing process using linearly polarized light or partially polarized light.
そして、前記光を照射する方法としては、傾斜照射又は垂直照射方法を利用することができる。 And as a method of irradiating the light, an inclined irradiation method or a vertical irradiation method can be used.
前記光照射装置には、基板全面に光を照射する全面照射装置と、基板をスキャンして照射するスキャンタイプ装置がある。 The light irradiation device includes a full surface irradiation device that irradiates light on the entire surface of the substrate and a scan type device that scans and irradiates the substrate.
前記光照射装置に対しては、上述した通りである。 The light irradiation device is as described above.
簡単に説明すれば、本発明に係る光照射装置は、偏光素子に部分偏光された光を入射させるために、光源、集光ミラー、光学素子などの構造を異方的に構成することができ、これにより、光の照度分布が異方的な特性を有するようになり、部分偏光された光が前記偏光素子に入射される。 Briefly, the light irradiation apparatus according to the present invention can anisotropically configure the structure of a light source, a condensing mirror, an optical element, etc. in order to make partially polarized light incident on the polarizing element. As a result, the illuminance distribution of the light has anisotropic characteristics, and the partially polarized light is incident on the polarizing element.
本発明に係る光照射装置は、偏光素子に部分偏光された光が入射され、前記部分偏光された光は、偏光素子の石英基板を通過しながら偏光度が０．５以上である部分偏光された光で出射される。 In the light irradiation apparatus according to the present invention, the partially polarized light is incident on the polarizing element, and the partially polarized light is partially polarized with a degree of polarization of 0.5 or more while passing through the quartz substrate of the polarizing element. The light is emitted.
ここで、前記配向膜は、サイドチェーン配向タイプの配向膜と、メインチェーン配向タイプの配向膜があるが、前記サイドチェーン配向タイプの配向膜は、サイドチェーンがラビング布又は部分偏光された光により結合が切断又は配列して、いずれか一方向に液晶のプレチルト角が決定されることであり、前記メインチェーン配向タイプの配向膜は、等方性で形成されたメインチェーンの結合がラビング布又は部分偏光された光により、いずれか一方向に結合が切断されることにより、残ったメインチェーンの配列方向に液晶が配向されてプレチルト角が決定されることである。以下、サイドチェーン配向タイプの配向膜を説明する。 Here, the alignment film includes a side chain alignment type alignment film and a main chain alignment type alignment film. The side chain alignment type alignment film is formed by a rubbing cloth or light with partially polarized light. The bond is cut or arranged, and the pretilt angle of the liquid crystal is determined in any one direction, and the alignment film of the main chain alignment type is formed of a rubbing cloth or a bond of the main chain formed isotropic. The coupling is broken in any one direction by the partially polarized light, whereby the liquid crystal is aligned in the alignment direction of the remaining main chain and the pretilt angle is determined. The side chain alignment type alignment film will be described below.
このとき、前記基板は、ステージに載置されて搬送ローラ部により定速で移送される。 At this time, the substrate is placed on the stage and transferred at a constant speed by the transport roller unit.
図１６〜図１８は、本発明に係る配向膜システムにより配向処理されたサイドチェーン配向タイプの配向膜の構造を概念的に示す図である。 16 to 18 are diagrams conceptually showing the structure of a side chain alignment type alignment film subjected to alignment treatment by the alignment film system according to the present invention.
図１６ａは、ラビング処理された配向膜の側面構造を示す図であり、図１６ｂは、ラビング処理された配向膜のサイドチェーン分布を示す平面図である。 FIG. 16A is a diagram illustrating a side surface structure of a rubbing-treated alignment film, and FIG. 16B is a plan view illustrating a side chain distribution of the rubbing-treated alignment film.
図１７ａは、図１６の配向膜において光処理された配向膜の側面構造を示す図であり、図１７ｂは、光処理された配向膜のサイドチェーン分布を示す平面図である。 FIG. 17A is a diagram illustrating a side structure of the alignment film that has been subjected to the light treatment in the alignment film of FIG. 16, and FIG. 17B is a plan view illustrating a side chain distribution of the alignment film that has been subjected to the light treatment.
図１８ａは、本発明に係る配向膜により液晶の配向を示す側面図であり、図１８ｂは、配向膜上の液晶の配向を示す平面図である。 FIG. 18A is a side view showing the alignment of the liquid crystal by the alignment film according to the present invention, and FIG. 18B is a plan view showing the alignment of the liquid crystal on the alignment film.
図１６ａ及び図１６ｂに示すように、ラビング処理された配向膜４００がメインチェーン４０１と結合されたサイドチェーン４０２により一方向に配列されており、ラビングが正しくされていない配向膜４００には、サイドチェーン４０２の分布が一方向に均一に整列されない。
As shown in FIGS. 16A and 16B, the
したがって、図１７ａ及び図１７ｂに示すように、上記の通りにラビング処理された配向膜４００に偏光度が０．５以上である部分偏光された光照射をする場合、偏光方向に対して同じ方向のサイドチェーン４０２の結合構造が切断されて、液晶の配向を決定するサイドチェーン４０２の分布が均一に整列される。
Accordingly, as shown in FIGS. 17a and 17b, when the
このとき、ラビング方向と偏光方向は、互いに垂直な方向になることが好ましい。 At this time, the rubbing direction and the polarization direction are preferably perpendicular to each other.
したがって、図１８ａ及び図１８ｂに示すように、本発明に係るサイドチェーン４０２配向タイプの配向膜４００により、前記液晶分子４１０がサイドチェーン４０２の配列に沿って一方向に均一に配向され、所定のプレチルト角を有するようになる。
Accordingly, as shown in FIGS. 18a and 18b, the
図１９は、本発明に係る液晶表示装置の配向膜形成工程において、偏光度に応じるブラック輝度の特性を示すグラフであり、図２０は、図１９において偏光度に応じるブラック輝度の改善効果を示す横電界方式の液晶表示装置の顕微鏡写真である。 FIG. 19 is a graph showing the characteristics of black luminance according to the degree of polarization in the alignment film forming step of the liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 20 shows the improvement effect of black luminance according to the degree of polarization in FIG. It is a microscope picture of the liquid crystal display device of a horizontal electric field system.
このとき、１つの基板に画素電極と共通電極などを、画素領域に形成されている横電界方式の液晶表示装置を利用して、全体配向膜に照射される光のエネルギーを０．５Ｊ／ｃｍ２にして実験を実施した。 At this time, by using a horizontal electric field type liquid crystal display device in which a pixel electrode and a common electrode are formed on one substrate and a pixel region, the energy of light irradiated to the entire alignment film is 0.5 J / cm. The experiment was carried out at 2 .
図１９に示すように、偏光度を０から０．７まで異なるようにして、それに応じる前記横電界方式の液晶表示装置のブラック輝度を調査した。 As shown in FIG. 19, the degree of polarization was varied from 0 to 0.7, and the black luminance of the horizontal electric field type liquid crystal display device corresponding thereto was investigated.
前記ブラック輝度は、液晶表示装置がノーマリーブラックモード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ ｂｌａｃｋ ｍｏｄｅ）である場合、電圧を印加しない状態である時の透過される光を測定した輝度を意味し、前記ブラック輝度は、その値が低いほど良好した画質特性を有する。 When the liquid crystal display device is in a normally black mode, the black luminance means a luminance obtained by measuring transmitted light when no voltage is applied. The lower the value, the better the image quality characteristics.
したがって、図１９に示すように、偏光度が０．５以上になってからブラック輝度が改善されることが確認される。 Therefore, as shown in FIG. 19, it is confirmed that the black luminance is improved after the degree of polarization becomes 0.5 or more.
また、図２０に示すように、ラビングのみを行った配向膜で形成された横電界方式の液晶表示装置と比較して、偏光度が０．５、０．７である場合、光漏れが改善されることが分かる。 In addition, as shown in FIG. 20, light leakage is improved when the polarization degree is 0.5 and 0.7, as compared with a horizontal electric field type liquid crystal display device formed of an alignment film subjected only to rubbing. You can see that
すなわち、基板上に１次配向処理工程としてラビングのみを行った場合、基板上に段差が０．１μｍ以上である電極部周辺の段差部には、ラビング布が配向膜に届かないため、配向がされないか、又は、ラビング布が段差を通過しながらラビング布の乱れが生じるため、配向整列度が均一にならず光漏れが発生するが、前記ラビングにより１次配向処理された配向膜上に偏光度が０．５以上である部分偏光された光を照射して２次配向処理を行うと、電極部周辺の段差部で配向が均一に行われるため、光漏れがほとんど発生しないことが分かる。 That is, when only rubbing is performed on the substrate as the primary alignment processing step, the rubbing cloth does not reach the alignment film on the stepped portion around the electrode portion where the step is 0.1 μm or more on the substrate. Or because the rubbing cloth is disturbed while passing through the step, the alignment degree is not uniform and light leakage occurs. However, the rubbing is polarized on the alignment film subjected to the primary alignment treatment. When the secondary alignment treatment is performed by irradiating partially polarized light having a degree of 0.5 or more, it can be seen that light is hardly leaked because the alignment is uniformly performed at the step portion around the electrode portion.
本発明は、液晶表示装置の配向膜の全面にラビング処理を行った後、ラビング処理された配向膜に部分偏光された光照射をして光漏れを防止し、コントラスト比を向上させて高画質を具現することによって、製品の特性を向上させる。 In the present invention, after the rubbing process is performed on the entire alignment film of the liquid crystal display device, the alignment film subjected to the rubbing process is irradiated with partially polarized light to prevent light leakage and to improve the contrast ratio. By improving the characteristics of the product.
本発明に係る液晶表示装置の配向膜の全面にラビング処理を行った後、ラビング処理された配向膜の全面又は一部に光配向処理を行うと、光漏れを防止し、コントラスト比を向上させて、高画質を具現することができる。 After the rubbing process is performed on the entire alignment film of the liquid crystal display device according to the present invention, the entire or part of the alignment film subjected to the rubbing process is subjected to the photo alignment process, thereby preventing light leakage and improving the contrast ratio. Can achieve high image quality.
前記２次配向処理時に用いられる光照射装置は、本発明の実施の形態で提示した光照射装置を利用する。 The light irradiation device used in the secondary alignment treatment uses the light irradiation device presented in the embodiment of the present invention.
これで、本発明に係る液晶表示装置は、偏光効率及び電力効率がさらに向上して光照射装置により、良好した配向膜を形成することができる。 Thus, in the liquid crystal display device according to the present invention, the polarization efficiency and the power efficiency are further improved, and a good alignment film can be formed by the light irradiation device.
また、本発明に係る液晶表示装置は、単に光配向法により配向処理された配向膜を備えることもできる。 In addition, the liquid crystal display device according to the present invention can also include an alignment film that has been subjected to alignment treatment simply by a photo-alignment method.
以上説明したように、本発明に係る光照射装置はこれに限定されず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。 As described above, the light irradiation apparatus according to the present invention is not limited to this, and a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can be used without departing from the technical idea of the present invention. Various substitutions, modifications, and alterations are possible, and such substitutions, alterations, and the like belong to the scope of the claims.
２００ 光照射装置、２０１ 光源、２０３ 集光ミラー、２０５ 第１反射ミラー、２０７ フライアイレンズ、２０８ コリメーターレンズ、２０９ 第２反射ミラー、２１０ 支持台、２１１ 偏光素子、２１３ 配向膜、２１５ 基板、２２１ 石英基板、３１０ アレイ基板、３１４ ゲート電極、３１７ 共通電極、３１９ 半導体層、３２６ ソース電極、３２７ 半導体層、３２７ａ 非晶質シリコン層、３２７ｂ オームコンタクト層、３２８ ドレイン電極、３３０ 画素電極、３３８ 保護膜、３７０ カラーフィルタ基板、３７３ ブラックマトリックス、３７５ カラーフィルタ層、３７９ オーバーコート層、３８１ 第１配向膜、３８２ 第２配向膜。 200 Light Irradiation Device, 201 Light Source, 203 Condensing Mirror, 205 First Reflection Mirror, 207 Fly Eye Lens, 208 Collimator Lens, 209 Second Reflection Mirror, 210 Support Stand, 211 Polarizing Element, 213 Alignment Film, 215 Substrate, 221 quartz substrate, 310 array substrate, 314 gate electrode, 317 common electrode, 319 semiconductor layer, 326 source electrode, 327 semiconductor layer, 327a amorphous silicon layer, 327b ohmic contact layer, 328 drain electrode, 330 pixel electrode, 338 protection Film, 370 color filter substrate, 373 black matrix, 375 color filter layer, 379 overcoat layer, 381 first alignment film, 382 second alignment film.
Claims (24)
前記光発生手段から光が入射される偏光素子と
を含み、
前記光発生手段が、
光を生成する光源と、
生成された前記光を集光させる集光ミラーと、
集光された前記光を透過させるコリメーターレンズと
を含み、
前記コリメーターレンズを透過した前記光が前記偏光素子に入射され、前記偏光素子によって偏光された光が基板上に形成された配向膜に照射され、
前記コリメーターレンズが、それを透過する前記光の光軸に対して所定角だけ傾斜して配置され、
異方性照度分布を有する前記光におけるＰ波の強度とＳ波の強度とは互いに異なる
ことを特徴とする光照射装置。 Light generating means for irradiating light having an anisotropic illuminance distribution;
A polarizing element that receives light from the light generating means,
The light generating means;
A light source that generates light;
A condensing mirror for condensing the generated light;
A collimator lens that transmits the collected light, and
The light transmitted through the collimator lens is incident on the polarizing element, and the light polarized by the polarizing element is irradiated on an alignment film formed on a substrate,
Before SL collimator lens is arranged inclined by a predetermined angle with respect to the optical axis of the light transmitted through it,
The light irradiation apparatus, wherein the intensity of the P wave and the intensity of the S wave in the light having an anisotropic illuminance distribution are different from each other.
異方性照度分布を有する光を発生させる異方的構造を有する光照射装置を用意するステップと、
前記光照射装置から偏光素子に異方性照度分布を有する光を入射させるステップと、
前記配向膜上に前記偏光素子から偏光された光を照射するステップと
を含み、
前記光照射装置が、
光を生成する光源と、
生成された前記光を集光させる集光ミラーと、
集光された前記光を透過させるコリメーターレンズと
を含み、
前記コリメーターレンズを透過した前記光が前記偏光素子に入射され、
前記コリメーターレンズが、それを透過する前記光の光軸に対して所定角だけ傾斜して配置され、
異方性照度分布を有する前記光におけるＰ波の強度とＳ波の強度とは互いに異なる
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 Forming an alignment film on the substrate;
Providing a light irradiation device having an anisotropic structure for generating light having an anisotropic illuminance distribution;
Making light having an anisotropic illuminance distribution incident on a polarizing element from the light irradiation device;
Irradiating polarized light from the polarizing element on the alignment film, and
The light irradiation device is
A light source that generates light;
A condensing mirror for condensing the generated light;
A collimator lens that transmits the collected light, and
The light transmitted through the collimator lens is incident on the polarizing element;
Before SL collimator lens is arranged inclined by a predetermined angle with respect to the optical axis of the light transmitted through it,
The method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein the intensity of the P wave and the intensity of the S wave in the light having an anisotropic illuminance distribution are different from each other.
前記第１基板上に配向膜を形成するステップと、
前記異方性照度分布を有する光を発生させる異方的構造を有する光照射装置を用意するステップと、
前記光照射装置から偏光素子に異方性照度分布を有する光を入射させるステップと、
前記配向膜上に前記偏光素子から偏光された光を照射するステップと、
前記第１基板及び第２基板の間に液晶層を形成するステップと
を含み、
前記光照射装置が、
光を生成する光源と、
生成された前記光を集光させる集光ミラーと、
集光された前記光を透過させるコリメーターレンズと
を含み、
前記コリメーターレンズを透過した前記光が前記偏光素子に入射され、
前記コリメーターレンズが、それを透過する前記光の光軸に対して所定角だけ傾斜して配置され、
異方性照度分布を有する前記光におけるＰ波の強度とＳ波の強度とは互いに異なる
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 Providing a first substrate and a second substrate;
Forming an alignment layer on the first substrate;
Providing a light irradiation device having an anisotropic structure for generating light having the anisotropic illuminance distribution;
Making light having an anisotropic illuminance distribution incident on a polarizing element from the light irradiation device;
Irradiating the alignment film with light polarized from the polarizing element;
Forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate,
The light irradiation device is
A light source that generates light;
A condensing mirror for condensing the generated light;
A collimator lens that transmits the collected light, and
The light transmitted through the collimator lens is incident on the polarizing element;
Before SL collimator lens is arranged inclined by a predetermined angle with respect to the optical axis of the light transmitted through it,
The method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein the intensity of the P wave and the intensity of the S wave in the light having an anisotropic illuminance distribution are different from each other.
前記第２配向膜上に偏光素子から偏光された光を照射するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。 Further forming a second alignment layer on the second substrate;
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 13 , further comprising: irradiating polarized light from a polarizing element on the second alignment film.
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